可燃气体探测报警系统

黄 俊

(江西省化工设计院)

引言

新版火灾自动报警系统设计规范GB50116-2013第一次确定了可燃气体探测报警系统相应内容，对石化行业存在可燃气体的场所的报警系统设计起到指导性作用，明确了火灾报警系统与可燃气体报警系统之间的兼容问题，消除了以往设计过程中一些分歧和误区。

石化行业大部分场所均存在可燃气体，而且大部分可燃气体存在闪点低，爆炸浓度下限低，爆炸危险级别高，一旦泄漏，不及时处理极易引起爆炸，在重视安全生产的大环境下，可燃气体探测报警系统可以为及时处理可燃气体泄漏争取宝贵的前期时间，近年来越来越受到重视。

在以往设计过程中常常存在设计人员根据98版火灾规范中将可燃气体探测器统一归入火灾探测器的内容，而将可燃气体探测器纳入到全厂火灾报警系统，在实际设计中是否将可燃气体探测器做为火灾探测器纳入火灾报警系统存在争论。在此次新版火灾报警规范中，给予了明确：可燃气体探测报警系统应独立组成，可燃气体探测器不应接入火灾报警控制器的探测器回路；当可燃气体的报警信号需接入火灾自动报警系统时，应由可燃气体报警控制器接入。当可燃气体报警器信号接入全厂自动化系统DCS及火灾报警系统时，值班人员可以通过火灾报警系统报警，并通过DCS对现场工艺系统作出应急排漏措施，争取排险时间。

1.可燃气体探测报警系统及工作原理

1.1 可燃气体探测报警系统

可燃气体探测报警系统是火灾自动报警系统的独立子系统，属于火灾预警系统。可燃气体探测报警系统由可燃气体报警控制器、可燃气体探测器组成。

可燃气体报警控制器是用于为所连接的可燃气体探测器供电，接收来自可燃气体探测器的报警信号，发出声、光报警信号和控制信号，指示报警部位，记录并保存报警信息的装置。

可燃气体探测器是能对泄漏可燃气体响应，自动产生报警信号并向可燃气体控制器传输报警信号及泄漏可燃气体浓度信息的器件。

1.2 系统工作原理

发生可燃气体泄漏时，安装再保护区域现场的可燃气体探测器将泄漏可燃气体的浓度参数转变为电信号，经数据处理后，将可燃气体浓度参数信息传输至可燃气体报警控制器；或直接由可燃探测器作出泄漏可燃气体浓度超限报警判断，将报警信息传输到可燃气体报警控制器。可燃气体报警控制器在接收到探测器的可燃气体浓度参数信息或报警信息后，经报警确认判断，显示泄漏报警可燃气体浓度信息，记录探测器报警的时间，同时驱动安装在保护区域现场的声光警报装置，发出声光警报，警示人员采取相应的处置措施，必要时可以控制并关断燃气阀门，防止燃气进一步泄漏。

2.系统分类及适用场所

根据产品探测气体类型的不同以及使用场所的不同，对可燃气体探测报警系统进行了具体的分类。

2.1 可燃气体探测器分类

现有可燃气体探测器主要有以下几种：测量范围为0～100%LEL的点型可燃气体探测器、测量范围为0～100%LEL的独立式可燃气体探测器、测量范围为0～100%LEL的便携式可燃气体探测器、测量人工煤气的点型可燃气体探测器、测量人工煤气的独立式可燃气体探测器、测量人工煤气的便携式可燃气体探测器、线型可燃气体探测器。

2.2 可燃气体报警控制器分类

可燃气体报警控制器按系统连线方式分类为：

多线制可燃气体报警控制器：即采用多线制方式与可燃气体报警控制器连接。

总线制可燃气体报警控制器：即采用总线(2～4根)方式与可燃气体探测器连接。

2.3 系统适用场所

可燃气体探测报警系统使用于使用、生产或聚集可燃气体或可燃液体蒸气的可燃气体浓度探测，在泄漏或聚集可燃气体浓度达到爆炸下限前发出报警信号，提醒专业人员排除火灾、爆炸隐患，实现火灾的早期预防，避免火灾、爆炸事故的发生。

3.可燃气体探测报警系统设计原则

可燃气体探测报警系统是一个独立的子系统，属于火灾预警系统，应独立组成。可燃气体探测器应接入可燃气体报警控制器，不应直接接入火灾报警控制器的探测器回路。当可燃气体的报警信号需接入火灾自动报警系统时，应由可燃气体报警控制器接入。

由可燃气体报警控制器将报警信号传输至消防控制室的图形显示装置或集中火灾报警控制器，但其显示应与火灾报警信息有区别，石化行业设计过程控制的可燃气体探测器，可接入DCS等生产控制系统，但其报警信号应接入消防控制室。

要求可燃气体探测报警系统作为一个独立的由可燃气体报警控制器和可燃气体探测器组成的子系统，而不能将可燃气体探测器接入火灾探测报警系统总线中，主要有以下原因：

(1)目前应用的可燃气体探测器功耗都很大，一般为几十毫安，接入总线后对总线的稳定工作十分不利。

(2)可燃气体探测器的使用寿命一般只有3～4年，到期后对同总线的火灾探测器的正常工作会产生影响。

(3)可燃气体报警信号与火灾报警信号的时间与含义均不相同，需要采取的处理方式不同。

4.可燃气体探测器选择及参数设定

(1)宜选用催化燃烧型检测器，也可选用其他类型的检测器；

(2)当使用场所空气中含有少量能使催化燃烧型检测元件中毒的硫、磷、砷、卤素化合物等介质时，应选用抗毒性催化燃烧型检测器或半导体型检测器；

(3)氢气的检测宜选用电化学型或导体型检测器。

可燃气体的一级报警(高限)设定值小于或等于25%LEL；二级报警(高限)设定值小于或等于50%LEL。可燃气体的指示误差：指示范围为0～100%LEL时，±5%LEL。可燃气体的报警误差：±25%设定值以内。可燃气体检测报警响应时间为扩散式小于30s、吸入式小于20s。

5.可燃气体探测器的安装

检测比空气重的可燃气体或有毒气体的探测器，其安装高度应距地坪(或楼地板)0.3～0.6m。通常认为气体密度大于0.97kg/m3(标准状态下)的即认为比空气重；气体密度小于0.97kg/m3(标准状态下)的即认为比空气轻。

探测比空气轻的可燃气体或有毒气体的检测器，其安装高度宜高出释放源0.5～2m。

探测器宜安装在无冲击、无振动、无强电磁场干扰的场所，且周围留有不小于0.3m的净空。

探测器的安装与接线按制造厂规定的要求进行，并应符合防爆仪表安装接线的有关规定。

6.指示报警器或报警器的安装

当工艺装置或储运设施有中心控制室时，指示报警器或报警器应安装在中心控制室内。

当工艺装置或储运设施设有中心控制室以外的其他控制室或操作室时，其操作管辖区内设置的可燃气体或有毒气体指示报警器或报警器，宜安装在该控制室或操作室内；需要时，其报警信号再转送至中心控制室。

指示报警器或报警器，应有其对应检测器所在位置的指示标牌或检测器的分布图。

7.系统供电

该系统需要有自己的独立电源供电，电源可由系统独立供给，也可根据工程的实际情况就地获取，就地获取的电源，其供电可靠性应与该系统一致。

与自动保护系统相连的可燃气体或有毒气体的检测，应采用不间断电源(UPS)供电。

[1]任元会.工业与民用配电设计手册.

[2]火灾自动报警系统设计规范GB50116-2013.

[3]爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92.

[4]石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范SH3063-2009.